CN109021374A - 一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑eva发泡材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氧化石墨烯‑聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料及其制备方法，原料按重量份数计如下：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物(EVA)：45~60份、乙烯‑辛烯共聚物(POE)：15~20份、碳酸钙：15~30份、聚异丁烯(PIB):4~6份、氧化石墨烯(GO)：0.1~3份、偶联剂：0.5~1.5份、润滑剂：0.5~1.5份、金属氧化物(ZnO)：0.7~1.8份、发泡剂：2~4份、架桥剂：0.5~1.5%份。本发明工艺简单易行，通过溶液法引入氧化石墨烯，使其均匀分散，可获得泡孔尺寸大小一致，力学性能优异的发泡材料；同时由于POE和PIB的引入，使发泡材料具有高弹、耐候性和优异的防滑性能。

Description

一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料

技术领域

本发明涉及发泡材料领域，具体涉及一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料及其制备方法。

背景技术

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是由乙烯单体和醋酸乙烯单体共聚而成，是一种支化度高的无规共聚物，其结构式为：

EVA是一种类似橡胶的热塑性塑料，与聚乙烯相比，由于醋酸乙烯的存在，分子链的规整度和结晶性下降，分子链的柔顺性提高，同时具有优异的低温挠曲性、弹性、耐应力开裂性，以及良好的可塑性和可加工性。EVA发泡材料是一种无毒、低密度、高弹性、高比强度的发泡材料，具有良好的吸收载荷能力，因此被广泛地用作各类鞋底材料。但是，EVA发泡材料易变形、回弹性不够高，存在打滑、低温变硬的缺陷，故限制了其应用。

乙烯-辛烯共聚物(POE)弹性体具有辛烯的柔软链卷曲结构和乙烯链的结晶结构。POE的相对分子量分布较窄，支链短且均匀分布，因而具有良好的加工性、流动性、回弹性和优异的低温性能。由于POE分子链饱和，所含的叔碳原子相对来说也不多，玻璃化温度接近-40°C，使得POE具有优异的耐候性、抗老化和抗紫外线性能。所以用POE改性EVA可获得温度使用范围广泛的发泡制品。

未经防滑处理的EVA发泡鞋底其摩擦系数通常不足0.5，防滑性能不在安全范围内，为了确保人身安全，鞋底的防滑性能逐渐成为国内外研究者的关注焦点。PIB是一种无色无味的粘稠或半固体聚合物，常被用于粘附剂领域，具有持久的粘性，可与多种树脂和弹性体相容，无毒无害，因此通过向EVA中加入PIB，可增大粘附作用，从而增大材料与地面的摩擦力，提高发泡材料的防滑性能。

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种重要衍生物，具有尺寸小、比表面积大、强度高、片状结构和易改性等特点，对EVA的发泡起到多重作用。GO表面含有大量的含氧基团，如-OH、-COOH、-O-、C=O，使得GO更容易与EVA相容。由于其纳米尺寸特征，在发泡过程中可以用作异相成核剂，能有效改善EVA的发泡行为，并提高绝热保温和力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化石墨烯改性的耐候防滑EVA发泡材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其原料按重量份计包括：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：45~60份

乙烯-辛烯共聚物：15~20份

碳酸钙： 10~22份

聚异丁烯：4~6份

氧化石墨烯：0.1~3份

偶联剂：0.5~1.5份

润滑剂：0.5~1.5份

金属氧化物：0.7~1.8份

发泡剂：2~4份

架桥剂：0.5~1.5份。

所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量为18-28wt%。

所述偶联剂为硅烷偶联剂KH580 、润滑剂为硬脂酸锌、金属氧化物为ZnO、架桥剂为过氧化二异丙苯DCP 、发泡剂为偶氮二甲酰胺AC。

氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

1）采用机械分散的方法使GO（氧化石墨烯）和EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）分别均匀分散在四氢呋喃溶液中，然后将GO溶液加入到EVA溶液中充分搅拌均匀，将混合溶液加热到45℃，待大部分溶剂蒸发后放入真空干燥箱，获得EVA/氧化石墨烯混合物。

2）将步骤1）制备的基料与其他剩余成分（乙烯-辛烯共聚物、碳酸钙、聚异丁烯、偶联剂、润滑剂、金属氧化物、发泡剂、架桥剂）投入转矩流变仪，在110℃，20rpm下混炼10-15min，即得到混合料。

3）将开炼机的温度升至90℃，加入步骤2）所得的混合料，翻料5-8次，出片。

4）将步骤3）所得的片材放入模具，经平板硫化机发泡15min，控制温度170℃，压力10Mpa。

本发明采用了溶液混合的方法将GO引入到EVA发泡体系中，有利于GO的均匀分散，改善了EVA的发泡行为，提高了EVA复合材料的拉伸强度、撕裂等力学性能；POE 塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。而且良好的流动性可改善填料PIB、GO等填料的分散效果，有效地提高了填料的固有效果，同时增加了PIB的短支链与EVA链段的相互纠缠，降低了自由体积、增大了内摩擦，使得滞后增大，提高滞后摩擦，进一步改善了复合材料的防滑性。该方法简单易行，具有优异的加工性能，所制得的复合材料可以广泛地应用于发泡材料领域。

具体实施案例

下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例1：

本发明提供一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其原料按重量份计包括：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：55份 ;

乙烯-辛烯共聚物：15份 ;

碳酸钙： 15份 ;

聚异丁烯：4份 ;

氧化石墨烯：1份 ;

偶联剂（硅烷偶联剂KH580）：1.5份 ;

润滑剂（硬脂酸锌）：1.5份 ;

金属氧化物（ZnO）：1份 ;

发泡剂（偶氮二甲酰胺）：4份 ;

架桥剂（过氧化二异丙苯）：1.5份 ;

所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量为24wt%。

本发明所述的氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

1）采用机械分散的方法使氧化石墨烯和EVA分别均匀分散在四氢呋喃溶液中，然后将氧化石墨烯溶液加入到EVA溶液中充分搅拌均匀，将混合溶液加热到45℃，待大部分溶剂蒸发后放入真空干燥箱，获得EVA/氧化石墨烯混合物。

2）将步骤1）制备的基料与其他剩余成分投入转矩流变仪，在110℃，20rpm下混炼10min，即得到混合料。

3）将开炼机的温度升至90℃，加入步骤2）所得的混合料，翻料7次，出片。

4）将步骤3）所得的片材放入模具，经平板硫化机发泡15min，控制温度170℃，压力10Mpa。

实施例2：

本发明提供一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其原料按重量份计包括：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：60份 ;

乙烯-辛烯共聚物：15份 ;

碳酸钙： 10份 ;

聚异丁烯：5份 ;

氧化石墨烯：1份 ;

偶联剂（硅烷偶联剂KH580）：1.5份 ;

润滑剂（硬脂酸锌）：1.5份 ;

金属氧化物（ZnO）：1份 ;

发泡剂（偶氮二甲酰胺）：2份 ;

架桥剂（过氧化二异丙苯）：1份 ;

所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量为20wt%。

本发明所述的氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

1）采用机械分散的方法使氧化石墨烯和EVA分别均匀分散在四氢呋喃溶液中，然后将氧化石墨烯溶液加入到EVA溶液中充分搅拌均匀，将混合溶液加热到45℃，待大部分溶剂蒸发后放入真空干燥箱，获得EVA/氧化石墨烯混合物。

2）将步骤1）制备的基料与其他剩余成分投入转矩流变仪，在110℃，20rpm下混炼12min，即得到混合料。

3）将开炼机的温度升至90℃，加入步骤2）所得的混合料，翻料6次，出片。

4）将步骤3）所得的片材放入模具，经平板硫化机发泡15min，控制温度170℃，压力10Mpa。

实施例3：

本发明提供一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其原料按重量份计包括：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：45份 ;

乙烯-辛烯共聚物：20份 ;

碳酸钙： 22份 ;

聚异丁烯：6份 ;

氧化石墨烯：1份 ;

偶联剂（硅烷偶联剂KH580）：1.5份 ;

润滑剂（硬脂酸锌）：1.5份 ;

金属氧化物（ZnO）：1份 ;

发泡剂（偶氮二甲酰胺）：4份 ;

架桥剂（过氧化二异丙苯）：1.5份 ;

所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量为28wt%。

本发明所述的氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

1）采用机械分散的方法使氧化石墨烯和EVA分别均匀分散在四氢呋喃溶液中，然后将氧化石墨烯溶液加入到EVA溶液中充分搅拌均匀，将混合溶液加热到45℃，待大部分溶剂蒸发后放入真空干燥箱，获得EVA/氧化石墨烯混合物。

2）将步骤1）制备的基料与其他剩余成分投入转矩流变仪，在110℃，20rpm下混炼15min，即得到混合料。

3）将开炼机的温度升至90℃，加入步骤2）所得的混合料，翻料8次，出片。

4）将步骤3）所得的片材放入模具，经平板硫化机发泡15min，控制温度170℃，压力10Mpa。

遵循相关标准对实施例1-3产品进行性能测试，其结果如表1所示：

表1 实施例1-3产品的力学性能

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1. 一种氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其特征在于：其原料按重量份计包括：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：45~60份

乙烯-辛烯共聚物：15~20份

碳酸钙： 10~22份

聚异丁烯：4~6份

氧化石墨烯：0.1~3份

偶联剂：0.5~1.5份

润滑剂：0.5~1.5份

金属氧化物：0.7~1.8份

发泡剂：2~4份

架桥剂：0.5~1.5份。

2. 如权利要求 1所述的氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其特征在于：所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量为18-28wt%。

3. 如权利要求 1所述的氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH580、润滑剂为硬脂酸锌、金属氧化物为ZnO、架桥剂为过氧化二异丙苯、发泡剂为偶氮二甲酰胺。

4. 如权利要求 1所述的氧化石墨烯-聚异丁烯改性的耐候防滑EVA发泡材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）采用机械分散的方法使氧化石墨烯和EVA分别均匀分散在四氢呋喃溶液中，然后将氧化石墨烯溶液加入到EVA溶液中充分搅拌均匀，将混合溶液加热到45℃，待大部分溶剂蒸发后放入真空干燥箱，获得EVA/氧化石墨烯混合物；

2）将步骤1）制备的基料与乙烯-辛烯共聚物、碳酸钙、聚异丁烯、偶联剂、润滑剂、金属氧化物、发泡剂、架桥剂投入转矩流变仪，在110℃，20rpm下混炼10-15min，即得到混合料；

3）将开炼机的温度升至90℃，加入步骤2）所得的混合料，翻料5-8次，出片；

4）将步骤3）所得的片材放入模具，经平板硫化机发泡15min，控制温度170℃，压力10Mpa。